JP2010050135A - 半導体光集積素子および光通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体光集積素子1は、半導体基板12Aと、半導体マッハツェンダー型光変調器13と、半導体光増幅器14とを備える。半導体マッハツェンダー型光変調器13は、入力光を第1分波光と第2分波光とに分離し、第1分波光および第2分波光の少なくとも一方を変調した後に合波して変調光を生成する。半導体光増幅器14は、マッハツェンダー型光変調器13から出力された変調光を増幅する。マッハツェンダー型光変調器13および半導体光増幅器14は半導体基板12A上に形成されており、マッハツェンダー型光変調器13は、半導体光増幅器14の非飽和利得の1/2から非飽和利得までの範囲内の光挿入損失を発生させる。
【選択図】図3
Description
図3は、本発明に係る第1の実施形態の半導体光集積素子1の構成を概略的に示す図である。この半導体光集積素子1は、半導体レーザ光源11H、半導体マッハツェンダー型光変調器(半導体MZ変調器)13および半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)14を有する。半導体MZ変調器13とSOA14とは半導体基板12A上に集積されている。半導体レーザ光源11Hは、半導体基板12Aの外部の領域に配置されている。半導体光集積素子1は、InPやGaAsなどの化合物半導体材料を用いて作製することができる。
次に、本発明に係る第2の実施形態について説明する。図8は、第2の実施形態の半導体光集積素子3の構成を概略的に示す図である。この半導体光集積素子3は、外部共振器型レーザ光源36、半導体MZ変調器13およびSOA14を有する。半導体MZ変調器13とSOA14は半導体基板12C上に集積されている。
次に、本発明に係る第3の実施形態について説明する。図9は、第3の実施形態の半導体光集積素子4の構造を概略的に示す図である。この半導体光集積素子4は、DQPSK光変調器47、第1SOA41、半導体MZ変調器13および第2SOA42を有し、これらは半導体基板12D上に集積されている。半導体MZ変調器13は、RZ(Return to Zero)変調器として機能する。このRZ変調器13をDQPSK光変調器47よりも後段に配置する理由は、変調信号の周波数帯域内におけるスペクトルの広がりを抑圧し、隣接チャネル間のクロストークを低減するためである。半導体光集積素子4は、InPやGaAsなどの化合物半導体材料を用いて作製することができる。
11H,11M 半導体レーザ光源
12A〜12D 半導体基板
13,44,45 半導体マッハツェンダー型光変調器(半導体MZ変調器)
14 半導体光増幅器(SOA)
15,56,58,61 光分波器
16 第1位相変調領域
17 第2位相変調領域
18,57,59,66 光結合器
21〜29,60,62〜65,71〜78,81〜88 光導波路
31 外部反射鏡
32 光学レンズ(コンデンサレンズ)
33 利得領域
34 位相調整領域
35 内部反射鏡
36 外部共振器型レーザ光源
41 第1半導体光増幅器(第1SOA)
42 第2半導体光増幅器(第2SOA)
43 位相シフタ
47 DQPSK光変調器
51〜54 位相変調領域
Claims (10)
- 半導体基板と、
入力光を第1分波光と第2分波光とに分離し、前記第1分波光および前記第2分波光の少なくとも一方を変調した後に合波して変調光を生成するマッハツェンダー型光変調器と、
前記マッハツェンダー型光変調器から出力された前記変調光を増幅する半導体光増幅器と、
を備え、
前記マッハツェンダー型光変調器および前記半導体光増幅器が前記半導体基板上に形成されており、
前記マッハツェンダー型光変調器は、前記半導体光増幅器の非飽和利得の1/2から前記非飽和利得までの範囲内の光挿入損失を発生させる導波路構造を有する、半導体光集積素子。 - 半導体基板と、
入力光を第1分波光と第2分波光とに分離する分波器と、
前記第1分波光をさらに第3分波光と第4分波光とに分離し、前記第3分波光および前記第4分波光の少なくとも一方を変調した後に合波して第1の変調光を生成する第1のマッハツェンダー型光変調器と、
前記第2分波光をさらに第5分波光と第6分波光とに分離し、前記第5分波光および前記第6分波光の少なくとも一方を変調した後に合波して第2の変調光を生成する第2のマッハツェンダー型光変調器と、
前記第1の変調光と前記第2の変調光とを合波する光結合器と、
前記光結合器から出力された合波光を増幅する第1の半導体光増幅器と、
を備え、
前記第1のマッハツェンダー型光変調器、前記第2のマッハツェンダー型光変調器、前記光結合器および前記第1の半導体光増幅器が前記半導体基板上に形成されており、
前記分波器と、前記第1および第2のマッハツェンダー型光変調器と、前記光結合器とからなる光変調回路は、前記第1の半導体光増幅器の非飽和利得の1/2から前記非飽和利得までの範囲内の光挿入損失を発生させる導波路構造を有する、半導体光集積素子。 - 請求項2に記載の半導体光集積素子であって、前記第2のマッハツェンダー型光変調器の出力ポートと前記光結合器の2つの入力ポートのうちの一方との間に介在する位相シフタをさらに備え、
前記位相シフタは、前記第2のマッハツェンダー型光変調器から出力された前記第2の変調光の位相をシフトさせる、半導体光集積素子。 - 請求項2または3に記載の半導体光集積素子であって、
前記第1の半導体光増幅器で増幅された光を第7分波光と第8分波光とに分離し、前記第7分波光および前記第8分波光の少なくとも一方を変調した後に合波して第3の変調光を生成する第3のマッハツェンダー型光変調器と、
前記第3のマッハツェンダー型光変調器から出力された前記第3の変調光を増幅する第2の半導体光増幅器と、
をさらに備え、
前記第3のマッハツェンダー型光変調器および前記第2の半導体光増幅器が前記半導体基板上に形成されており、
前記第3のマッハツェンダー型光変調器は、前記第2の半導体光増幅器の非飽和利得の1/2から前記非飽和利得までの範囲内の光挿入損失を発生させる導波路構造を有する、半導体光集積素子。 - 請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の半導体光集積素子であって、前記入力光を生成するレーザ光源をさらに備え、前記レーザ光源は前記半導体基板上に形成されている、半導体光集積素子。
- 請求項5に記載の半導体光集積素子であって、前記レーザ光源は分布帰還型のレーザ光源である、半導体光集積素子。
- 請求項5に記載の半導体光集積素子であって、前記レーザ光源は分布ブラッグ反射型のレーザ光源である、半導体光集積素子。
- 請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の半導体光集積素子であって、光共振器と、この光共振器内に配置された利得媒質とを含み、前記利得媒質を励起して前記入力光を生成する外部共振器型のレーザ光源をさらに備え、
前記光共振器は、
前記半導体基板上に形成された内部反射鏡と、
前記半導体基板の外部の領域に配置された外部反射鏡と、
を含む、半導体光集積素子。 - 請求項8に記載の半導体光集積素子であって、前記内部反射鏡は、前記半導体基板上に形成された導波路構造をドライエッチングすることにより形成された溝の側面で構成されている、半導体光集積素子。
- 請求項1から9のうちのいずれか1項に記載の半導体光集積素子を内蔵する光通信装置。
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